模多件套筒式冲模设计

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1、一模多件套筒式冲模设计摘要：本文首先介绍了冲压模具、模具CAD技术、三维模型及运动仿真技术的发展现状和前景，选用了三维设计软件Pro/Engineer。通过一模多件套筒结构工艺性和尺寸精度的分析，比较几种不同冲压工艺方案的优缺点。采用了复合模一次将冲孔、落料以及外形冲出，模具结构型式采用倒装式复合模。推件装置采用典型的打杆打料板式的刚性推件装置，卸料装置采用弹性卸料板。选用四导柱高精度模架，然后确定了模具的总体结构。最后根据冲压手册及相关的模具设计手册进行冲裁力、压力中心、模具工作部分、模具各零部件尺寸的计算及设计。在有关的设计及计算完成之后，应用三维设计软件Pro/Engineer建立模

2、具各个零部件的三维模型，然后根据要求进行零件装配，零件装配好以后，进行装配体的干涉检查，确定装配体中各零件之间是否存在干涉。关键词：模具设计；拆装；三维模型；CAD1.一模多件套筒式冲模设计1.1设计任务书及产品图1.1.1任务要求⑴材料：Q235；⑵生产批量：大批生产；⑶材料厚度：0.5mm；⑷产品工艺性好，质量稳定,精度达到图纸要求；⑸模具设计合理，加工容易，操作方便安全；⑹绘制装配图及主要零件的零件图；⑻制作模具的总体装配图。图1-1为一模多件套筒的零件图:（1）（2）（3）图1-1一模多件零件图2.2零件冲压工艺分析冲裁工件的工艺性对冲裁工件的质量、材料利用率、生产率、模具寿命、操

3、作方式及冲压设备的选用等都有很大影响。经分析，零件属圆形冲裁件，结构规则，排样简单。冲孔时，由于受到冲孔凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小。由表2.1查得,冲裁件最小孔12满足冲孔的最小尺寸，冲裁件孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足条件[11],且不小于3～4mm。由表2-2得冲裁件最小圆角半径＝0.90t＝0.90×0.5＝0.45mm，[13]零件的圆角满足最小圆角半径要求。表2-1凸模冲孔最小尺寸冲件材料圆形孔（直径d）方形孔（孔宽b）矩形孔（孔宽b）长圆形孔（孔宽b）钢钢钢黄铜、铜、铝、锌d≥1.5td≥1.3td≥1.0td≥0.9td≥0.8td≥1.35td≥1.2td≥0.9t

4、d≥0.8td≥0.7td≥1.2td≥1.0td≥0.8td≥0.7td≥0.6td≥1.1td≥0.9td≥0.7td≥0.6td≥0.5t注：为抗剪强度；d一般不小于0.3mm,t为材料厚度。表2-2冲裁件最小圆半径工序线段夹角黄铜、紫铜、铝软钢合金钢冲孔≥90°0.20t0.30t0.45t＜90°0.40t0.60t0.90t注：t为材料厚度。2.2.2冲裁件的精度分析冲裁件的精度一般可分为精密级和经济级两类。精密级是冲压工艺上所允许的精度，而经济级是可以用较经济手段达到的精度。2.3排样分析排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。排样合理与否，对材料利用率的大小有直接影响

5、。因此，排样是冲压工艺中一项重要的、技术性很强的工作。2.3.1排样方式及排样图该零件厚度较薄，零件成圆形，尺寸较小，所以采用有废料的直排排样方式，如图2.2所示。由排样图的几何关系，可以近似算出两排中心距为41mm。2.3.2搭边值的确定搭边是指排样时冲件之间以及冲件与条料边缘之间留下的工艺废料。搭边虽然是废料，但在冲裁工艺中却有很大的作用：补偿定位误差和送料误差，保证冲裁出合格的零件；增加条料刚度，方便条料送进，提高生产效率；避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具间隙,提高模具寿命。搭边值要合理确定，从节省材料出发搭边值越小越好，但搭边值小于一定数值后对模具寿命和剪切表面质量不利。一般约等

6、于0.5t,搭边的最小宽度的最大值等于毛坯的厚度。因此，搭边值＝0.5mm，＝0.8mm[11]。图2-2排样图2.3.3材料利用率的计算冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济性指标。一个进距内的材料利用率可用下式表示式中：—冲裁件面积（包括内形结构废料）,mm2；—一个步距内冲裁件数目；—条料宽度,mm；—进距,mm。代入数据计算可得：＝＝＝71.98%其中A1=∏(r12-r22)=420.54mm2,r1=20mm,r2=17mm,零件一的表面积;A2=∏(r22-R32)=527.52mm2,r3=11mm,零件二的表面积;A3=∏(r32-

7、R42)=279.70mm2,r4=5.65mm,零件三的表面积。2.4分析比较和确定工艺方案工序一工序二工序三冲孔落料冲孔落料冲孔落料图2-3冲压工艺方案一方案一：采用三套单工序模具进行冲裁，如图2-3所示：工序l——先用复合模冲出零件一；工序2——然后用复合模冲出零件二；工序3——最后用复合模冲出零件三。方案二：用一套复合模进行冲压，如图2-4所示。工步1——先用复合模冲出零件一，工步2——然后复合模冲出零件二；工步